Avvanning av utråtnet biomasse

I takt med en økende verdensbefolkning og større byer er det stadig viktig med et effektivt og trygt system for å håndtere avløp og kloakk. Renseanlegg som håndterer kloakken produserer to produkter; renset vann og slam. Deponering av ubehandlet slam og andre organiske avfallsstrømmer er ikke ønskelig og teknologier som anaerob utråtning har blitt brukt til å i stedet produsere fornybar energi i form av biogass fra det organiske materialet. Den faste fraksjonen som er igjen etter anaerob utråtning (råtnerest) blir redusert i volum og stabilisert. Slam som i utgangspunktet blir sett på som et avfall har da blitt et mer attraktivt produkt for annet bruk, som for eksempel gjødsel i landbruket. Den faste fraksjonen blir separert fra vann fraksjonen i avvanningsprosessen for å redusere vannmengden i råtneresten før transport. Teknologier som den termisk hydrolyse prosessen (THP) har blitt utviklet for å øke biogass produksjonen og forbedre avvanningen. Volumet av avvannet kake som må transporteres er direkte relatert til kostnadene forbundet med dette, og mengden av vann som kan bli separert fra råtneresten har stor betydning økonomien til anleggene. Derfor er det viktig å forstå de styrende mekanismene bak denne prosessen. Denne avhandlingen ønsket å forbedre forståelsen av hvorfor råtnerester avvanner ulikt, hvordan dette kan måles og effekten av THP enten før eller etter anaerob utråtning. I tillegg ble kvaliteten av løst fraksjon i råtnerest og avvannet fast fraksjon studert. Et bredt spekter av råtnerester fra 35 kommersielle full-skala anlegg ble samlet inn i løpet av dette prosjektet for å studere forskjeller mellom ulike anlegg. Avhandlingen er basert på fem forskningsartikler. Oppsummert har denne studien kommet frem til en parameter som kan beskrive vannbindingsevnen til ulike råtnerester og modeller for å predikere tørrstoff av avvannet kake. Substratblandingens innvirkning på selve separasjonen i avvanning og løst fraksjon har blitt studert. I tillegg har en løsning for å eliminere vekst av E. coli i steril råtnerest har blitt verifisert og viste økt motstandsdyktighet mot rekontaminering ved innblanding av kompost.

Se vedlagt resultatrapport

Ulike typer biomasse blir produsert som en konsekvens av det moderne samfunnet vi lever i. Slam blir produsert som et produkt av vannrensing og våtorganisk avfall blir sortert for separat håndtering på egne anlegg. Biomassen blir ofte sett på som et avfall som det er dyrt og noen ganger vanskelig å bli kvitt, særlig om det er en risiko for smittespredning. Kombinasjonen av termisk hydrolyse og anaerob utråtning gjør at biomassen blir patogenfri og kan sees på som et produkt i stedet for et avfall, samtidig som fornybar energi har blitt produsert. Cambi har levert sin termiske hydrolyse prosess på industriell skala i over 20 år og er i dag verdensledende på dette feltet. De fleste anlegg må bruke store summer på å kjøre produktet enten til bønder eller andre mottaksanlegg. Veldig ofte må det betales en sum per våttonn for biomassen som blir fraktet ut fra anlegget. Derfor er sluttavvanningen av denne biomassen hvor vannet blir separert fra den faste fraksjonen en viktig prosess for anleggets økonomi og lønnsomhet siden det er den faste fraksjonen som må fraktes ut av anlegget. Like viktig som kvaliteten på den faste fraksjonen er kvaliteten på vannet som ofte går tilbake til et renseanlegg. Under doktorgradsarbeidet ønsker man derfor å fordype seg i ulike problemstillinger rundt avvanning for å kunne forbedre og optimalisere denne prosessen i full skala anlegg. Hovedtemaet for arbeidet vil være hvordan man best mulig kan separere vann og fast fraksjon i en avvanningsprosess og påvirkningen av termisk hydrolyse på denne prosessen. Hvordan man kan forbedre kvaliteten både på den faste fraksjonen og vannfasen vil også bli studert.